首先,內(nèi)燃機的輸出扭矩并不是你想象的恒定的,或者是隨 轉(zhuǎn)速提高而提高的.有一個外特性曲線來表達扭矩和轉(zhuǎn)速的關系,先是隨轉(zhuǎn)速提高而提高,在一個轉(zhuǎn)速時達到最大值.在這個最大扭矩值的附近變化平緩.但過了這個峰值后隨轉(zhuǎn)速提高而下降.最后到了高轉(zhuǎn)速后就是迅速的下降.現(xiàn)在回答你的問題.你的例子中當油門拉到很大,發(fā)動機轉(zhuǎn)速已經(jīng)過了最大扭矩轉(zhuǎn)速值了.轉(zhuǎn)速上去了,但輸出扭矩是下降的,到了最后扭矩其實是等于阻力矩.要是還比阻力矩大就繼續(xù)使轉(zhuǎn)速提高而使輸出扭矩等于阻力矩,使速度恒定.還有一個輸出扭矩比阻力小的話速度是一定會慢的,但不一定到熄火,上面可知要是轉(zhuǎn)速是比最大扭矩轉(zhuǎn)速高的話降低轉(zhuǎn)速卻帶了扭矩的的提高從而可能平衡.最后回答你能量去哪了,就是浪費了,在高轉(zhuǎn)速的時候耗油量非常大,此時的效率非常低.所以為什么弄這么多些檔位就是為了讓發(fā)動機能運行在最省油的轉(zhuǎn)速段.
你接下來的問題過于對我的能力來說來說太專業(yè)了,我并不是發(fā)動機的設計人員,不可能對這個非常了解,按我的看法,轉(zhuǎn)速一旦高起來了,這個發(fā)動機會進入極度不安全的地步,震動增大是絕對的,曲軸本身不可能作到絕對的平衡,隨轉(zhuǎn)速提高而離心力越大,并且轉(zhuǎn)速高了對內(nèi)部的各個軸承等支撐結(jié)構(gòu)的損耗是加劇的,這也是為什么很高轉(zhuǎn)速的發(fā)動機制造很困難.第二個問題,肯定是不一樣的,不同的轉(zhuǎn)速的時候進入燃燒室的混合氣體里面的空氣和油的比例都不同.燃燒的速度等等需要考慮的因素非常多.第三個問題,整個運動部件本身是有慣性的,比如活塞是往復運動的,就是要解決它的高速往復運動就不容易,因為要迅速的改變它的速度就意味著加速度要大,而燃氣對活塞的推力是有限的.還有氣門的開啟和關閉都是需要時間的,高速后可能氣門的開啟時間太短連進氣都不充分,怎么能燃燒的充分.